特許 7406472 車両の電源システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-19

(45)【発行日】2023-12-27

(54)【発明の名称】車両の電源システム

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/00 20060101AFI20231220BHJP

   B60L 1/00 20060101ALI20231220BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20231220BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20231220BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20231220BHJP

   B60W 20/50 20160101ALI20231220BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20231220BHJP

   F02N 11/08 20060101ALI20231220BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 900

B60L1/00 L ZHV

B60L50/16

B60R16/03 A

B60W10/08 900

B60W20/50

F02D29/02 321B

F02N11/08 L

F02N11/08 V

F02N11/08 Y

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020137780

(22)【出願日】2020-08-18

(65)【公開番号】P2022034131

(43)【公開日】2022-03-03

【審査請求日】2023-07-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】守屋 史之

(72)【発明者】

【氏名】家邊 裕文

(72)【発明者】

【氏名】銅城 敦

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－２０９８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－２０２９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３１１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６６４９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７１７６１６０（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ １０／００

Ｂ６０Ｌ １／００

Ｂ６０Ｌ ５０／１６

Ｂ６０Ｒ １６／０３

Ｂ６０Ｗ １０／０８

Ｂ６０Ｗ ２０／５０

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

Ｆ０２Ｎ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンを再始動する再始動モータと、走行モータに電力を供給する走行用バッテリと、前記再始動モータ及び制御系機器の両方を含む複数の機器に電力を供給する第１機器バッテリ及び第２機器バッテリと、前記走行用バッテリの電力から前記複数の機器に供給可能な電源電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えた車両に搭載される車両の電源システムであって、
前記第１機器バッテリから前記制御系機器へ電力が送られる第１電力ラインと、
前記第２機器バッテリから前記再始動モータへ電力が送られる第２電力ラインと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１電力ラインとの間に接続され、前記第１電力ライン側へ電流を流す向きのダイオードを有する第１スイッチと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１スイッチとの間から前記第２電力ラインへ電力伝送可能な中継ラインと、
前記中継ラインの電路を開閉する第２スイッチと、
前記再始動モータ、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記エンジンの再始動要求に基づき、前記制御部は、前記第２スイッチを開いて前記再始動モータを駆動し、前記エンジンが再始動しない場合に、前記第２スイッチを閉じかつ前記第１スイッチを開いて前記再始動モータを駆動することを特徴とする車両の電源システム。

【請求項2】

前記ＤＣ／ＤＣコンバータは出力能力を切替え可能であり、
前記制御部は、前記エンジンが再始動しない場合に、更に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を上昇させることを特徴とする請求項１記載の車両の電源システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記エンジンが再始動しない場合に、更に、前記エンジンの内部損失に応じて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を変化させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両の電源システム。

【請求項4】

前記制御部は、前記エンジンが再始動しない場合に、更に、前記第１電力ラインに接続されている少なくとも１つの機器を停止させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両の電源システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記エンジンが再始動しないことにより前記第２スイッチを閉じかつ前記第１スイッチを開く場合に、前記第１スイッチを開いてから前記第２スイッチを閉じることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両の電源システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の電源システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、スタータモータに低電圧バッテリとＤＣ／ＤＣコンバータとの両方から電力を供給できる車両の電源システムが示されている。この電源システムにおいては、スタータモータを駆動する際、エンジンの内部損失（フリクション）が大きい場合にＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧が変化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－０４６２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

内部損失の大きなエンジンを再始動する場合、再始動モータの負荷が大きくなるため、再始動モータを駆動する電力が増す。内部損失が大きいエンジンでも十分に再始動可能とするには、電力を供給する機器バッテリの容量を増やせばよい。

【0005】

一方、近年の車両には、複数の機器バッテリ及びＤＣ／ＤＣコンバータなど、複数の電源が設けられることがある。この場合、１つの機器バッテリの容量を増やさなくても、他の電源から電力を融通し、再始動バッテリに供給することで、内部損失の大きなエンジンでも十分に再始動可能となる。

【0006】

しかしながら、他の電源から電力を融通する際、なんら工夫がないと、融通する側の電源に電圧降下などの影響が及び、他の機器の正常な動作が妨げられる恐れがある。機器の中には制御系機器など一時的な停止も許されない機器が含まれる。

【0007】

本発明は、エンジンの内部損失が大きいときでも、他の電源から電力を融通してエンジンを再始動することが可能であり、かつ、電力の融通により制御系機器に悪影響が及ぶことを抑制できる電源システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

請求項１記載の発明は、
エンジンを再始動する再始動モータと、走行モータに電力を供給する走行用バッテリと、前記再始動モータ及び制御系機器の両方を含む複数の機器に電力を供給する第１機器バッテリ及び第２機器バッテリと、前記走行用バッテリの電力から前記複数の機器に供給可能な電源電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータと、を備えた車両に搭載される車両の電源システムであって、
前記第１機器バッテリから前記制御系機器へ電力が送られる第１電力ラインと、
前記第２機器バッテリから前記再始動モータへ電力が送られる第２電力ラインと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１電力ラインとの間に接続され、前記第１電力ライン側へ電流を流す向きのダイオードを有する第１スイッチと、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータと前記第１スイッチとの間から前記第２電力ラインへ電力伝送可能な中継ラインと、
前記中継ラインの電路を開閉する第２スイッチと、
前記再始動モータ、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを制御する制御部と、
を備え、
前記エンジンの再始動要求に基づき、前記制御部は、前記第２スイッチを開いて前記再始動モータを駆動し、前記エンジンが再始動しない場合に、前記第２スイッチを閉じかつ前記第１スイッチを開いて前記再始動モータを駆動することを特徴とする。

【0009】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両の電源システムにおいて、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは出力能力を切替え可能であり、
前記制御部は、前記エンジンが再始動しない場合に、更に、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力能力を上昇させることを特徴とする。

【0010】

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記エンジンが再始動しない場合に、更に、前記エンジンの内部損失に応じて前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電圧を変化させることを特徴とする。

【0011】

請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記エンジンが再始動しない場合に、更に、前記第１電力ラインに接続されている少なくとも１つの機器を停止させることを特徴とする。

【0012】

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両の電源システムにおいて、
前記制御部は、前記エンジンが再始動しないことにより前記第２スイッチを閉じかつ前記第１スイッチを開く場合に、前記第１スイッチを開いてから前記第２スイッチを閉じることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、エンジンの内部損失が低いときには、制御部が第２スイッチを開いて再始動モータを駆動することで、第２機器バッテリの電力によりエンジンを再始動できる。一方、エンジンの内部損失が高く、第２機器バッテリの電力のみでエンジンを再始動できない場合、制御部が第２スイッチを閉じかつ第１スイッチを開き、ＤＣ／ＤＣコンバータと第２機器バッテリとの両方の電力で再始動モータを駆動することで、多くの場合、エンジンを再始動することができる。

【0014】

さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力が再始動モータへ供給される際、第１スイッチが開いていることで、第１電力ラインから第２電力ラインへ電流が引き抜かれることが抑制される。加えて、第１スイッチに含まれるダイオードにより、第１電力ラインに接続された機器の電力消費が多い場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータから第１電力ラインへ電力を送ることができる。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータの電力が再始動モータの駆動電力として融通されても、第１電力ラインに電圧降下などの影響が及びにくく、電力の融通により第１電力ラインに接続された制御系機器に悪影響が及ぶことを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態の電源システムが搭載された車両を示す構成図である。

【図2】システム制御部が実行する再始動時処理を示すフローチャートの第一部である。

【図3】同、再始動時処理を示すフローチャートの第二部である。

【図4】再始動時処理の動作の一例を示すタイムチャートである。

【図5】システム制御部が実行する再始動時処理の変形例を示すフローチャートの一部である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の電源システムが搭載された車両を示す構成図である。本発明の実施形態に係る車両１は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）であり、駆動輪２と、駆動輪２に動力を出力するエンジン４と、エンジン４を駆動するための補機５と、エンジン４を始動又は再始動させるＩＳＧ（Integrated Starter Generator）６と、駆動輪２に動力を出力する走行モータ１１と、走行モータ１１を駆動するインバータ１２と、インバータ１２に走行用の電力を供給する走行用バッテリ１３と、運転者の運転操作を受ける運転操作部２０と、車両１の走行制御を行う走行制御部２１と、車両１のシステム制御を行うシステム制御部２２と、暖房用のヒータを含む車載機器７とを備える。ＩＳＧ６は、本発明に係る再始動モータの一例に相当する。システム制御部２２は、本発明に係る制御部の一例に相当する。

【0017】

走行用バッテリ１３は、リチウムイオン二次電池又はニッケル水素二次電池などであり、機器用の電源電圧（１２Ｖ系）よりも高い電圧を出力する。

【0018】

ＩＳＧ６は、車両１の動力の一部を吸収して発電を行う発電機としての機能と、エンジン４に始動又は再始動用の動力を出力する電動機としての機能とを有する。ＩＳＧ６はエンジン４を始動又は再始動させる際に一時的に大きな電力を消費する。

【0019】

運転操作部２０は、アクセル操作部、制動操作部、操舵操作部、起動操作部等を含む。走行制御部２１は、運転操作部２０からアクセル操作部及び制動操作部の操作量の信号を受け、これらの信号に応じて補機５又はインバータ１２を駆動し、エンジン４及び走行用バッテリ１３を動作させる。これらの動作により、運転操作に応じた車両１の走行が実現される。

【0020】

さらに、車両１は、車速センサ３１と、エンジン４の回転速度を検出する回転センサ３２と、エンジン４の冷却液の温度を計測する液温センサ３３とを備える。車速センサ３１、回転センサ３２及び液温センサ３３は、検出信号をシステム制御部２２へ出力する。

【0021】

車両１は、さらに、制御系機器（走行制御部２１及びシステム制御部２２）等へ電力を供給する第１機器バッテリ４１と、ＩＳＧ６に電力を供給する第２機器バッテリ４２と、走行用バッテリ１３の高電圧を機器用の電源電圧（１２Ｖ系）に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ４３と、機器用の電源電圧が供給される第１電力ラインＬ１、第２電力ラインＬ２及び中継ラインＬ３と、電源供給経路を切り替えるリレー（第２スイッチに相当）２５及び半導体スイッチ２６（第１スイッチに相当）とを備える。第１電力ラインＬ１、第２電力ラインＬ２、中継ラインＬ３、リレー２５、半導体スイッチ２６及びシステム制御部２２が、本実施形態の電源システムＥ１に相当する。

【0022】

第１機器バッテリ４１及び第２機器バッテリ４２は、例えば鉛バッテリであり、機器用の電源電圧（１２Ｖ系）を出力する。

【0023】

第１電力ラインＬ１には、第１機器バッテリ４１、補機５、制御系機器、運転操作部２０及び車載機器７が接続され、第１電力ラインＬ１を介して第１機器バッテリ４１から補機５、制御系機器、運転操作部２０及び車載機器７へ電力が伝送される。第２電力ラインＬ２には、第２機器バッテリ４２とＩＳＧ６とが接続され、第２電力ラインＬ２を介して第２機器バッテリ４２からＩＳＧ６へ電力が伝送される。

【0024】

半導体スイッチ２６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力端子と第１電力ラインＬ１との間に接続される。半導体スイッチ２６は第１電力ラインＬ１側へ電流を流す向きのダイオード２６ａを含む。ダイオード２６ａは、半導体スイッチ２６の開閉部と並列に接続される。ダイオード２６ａは寄生ダイオードであってもよい。中継ラインＬ３は、第２電力ラインＬ２と接続点Ｎ１とを結び、これらの間で電力を伝送できる。接続点Ｎ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３と半導体スイッチ２６との間の電路に位置する。リレー２５は、中継ラインＬ３の電路に位置し、当該電路を開閉する。リレー２５及び半導体スイッチ２６はシステム制御部２２が切替え制御する。

【0025】

ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、出力電圧を１２Ｖ、１３Ｖ、１４Ｖなど、複数に切り替える機能を有する。切り替えられる電圧は、ともに機器用の電源電圧として使用できる電圧である。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３は、出力能力を、所定時間、通常の出力能力より高くするブースト機能を有する。通常の出力能力のときには、最大出力電流が第１電流値（例えば定格電流）に制限される一方、高い出力能力に切替えられると、最大出力電流が第１電流値より大きな第２電流値まで引き上げられる。ただし、ブースト機能において、高い出力能力を維持する時間、並びに、出力能力を上げる前回の切り替えから次に切り替え可能となるまでの時間間隔は、それぞれ所定の継続時間及び所定の時間間隔に制限される。ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧の切替え、並びに、ブースト機能の発動は、システム制御部２２により行われる。

【0026】

電源システムＥ１においては、ＩＳＧ６の発電により第２機器バッテリ４２が充電される。また、走行用バッテリ１３の電力又は走行モータ１１の回生電力がＤＣ／ＤＣコンバータ４３により降圧され供給されることで第１機器バッテリ４１が充電される。エンジン４の始動時又は再始動時以外の通常時には、リレー２５が開き、半導体スイッチ２６が閉じられる。半導体スイッチ２６が閉じることで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力を低い損失で第１電力ラインＬ１に導くことができる。

【0027】

＜アイドリングストップ機能＞
車両１は、一時的な走行停止時、あるいは、ＨＥＶ走行時の回生充電の停止時に、条件に応じてエンジン４のアイドリング運転を停止するアイドリングストップ機能を有する。アイドリングストップ機能において、システム制御部２２は、アイドリングストップの条件が成立した場合にエンジン４のアイドリング運転を停止し、再始動の条件が成立した場合に、エンジン４を再始動する。

【0028】

＜エンジンの再始動時処理＞
図２及び図３は、システム制御部が実行する再始動時処理を示すフローチャートである。図４は、再始動時処理の動作の一例を示すタイムチャートである。再始動時処理は、エンジン４のアイドリング運転が停止された後、エンジン４を再始動する条件が成立した場合に開始される。再始動時処理が開始されると、システム制御部２２は、まず、リレー２５を開く（ステップＳ１）。元々リレー２５が開いている場合には、システム制御部２２は、その状態を維持する。次に、システム制御部２２は、エンジン４を再始動させるためにＩＳＧ６の駆動を開始し（ステップＳ２）、再始動に要する所定時間（例えば２秒）を待機する（ステップＳ３）。

【0029】

続いて、システム制御部２２は、エンジン４の回転速度の信号を取り込み（ステップＳ４）、ＩＳＧ６の駆動を停止させ（ステップＳ５）、ステップＳ４で取得したエンジン４の回転速度が完爆閾値を越えているか判別する（ステップＳ６）。完爆閾値は、エンジン４が再始動する回転速度に設定される。

【0030】

図４の期間Ｔ１は、ステップＳ２～Ｓ６の動作の一例を示している。期間Ｔ１は、ＩＳＧ６の駆動期間である。ＩＳＧ６が駆動されると、曲線Ｃ１に示すように、期間Ｔ１にわたってエンジン４の回転速度が漸次上昇する。エンジン４は、温度要因と、総走行距離、経年及びメンテナンス状況等の温度以外の要因により、内部損失（フリクション）が変化する。エンジン４の内部損失の変化は、ＩＳＧ６の負荷の変化に相当する。したがって、同一の電源でＩＳＧ６を駆動した場合、エンジン４の内部損失が変化すると、曲線Ｃ１の上昇量（エンジン４の回転速度の上昇量）が変化する。期間Ｔ１の終端タイミングｔ１は、エンジン４の回転速度がほぼ最大となるタイミングであり、このタイミングｔ１でステップＳ４の回転速度の信号が取り込まれる。終端タイミングｔ１の回転速度Ｒｍａｘ１が完爆閾値に到達したらステップＳ６でエンジン４の再始動が成功したと判定され、完爆閾値に達しなければステップＳ６でエンジン４の再始動が失敗と判定される。図４の例では、期間Ｔ１のエンジン４の最大回転速度Ｒｍａｘ１が完爆閾値に達せず、再始動が失敗している。

【0031】

再起動時処理において、ステップＳ６の判別結果がＹＥＳの場合、すなわち、エンジン４が再始動した場合には、システム制御部２２は、再始動時処理を終了する。一方、ステップＳ６の判別結果がＮＯの場合、すなわち、エンジン４の再始動が失敗した場合には、システム制御部２２は、２回目の再始動を試みるステップＳ７～Ｓ１５へ処理を分岐する。

【0032】

２回目の再始動を試みる分岐処理へ処理が進むと、システム制御部２２は、まず、半導体スイッチ２６を開き（ステップＳ７）、その後、リレー２５を閉じる（ステップＳ８）。この切替えにより、ＩＳＧ６が駆動される際には、第２機器バッテリ４２とＤＣ／ＤＣコンバータ４３とからＩＳＧ６へ電力が供給されることになる。さらに、ＩＳＧ６の駆動により第２電力ラインＬ２と中継ラインＬ３の両方に電圧降下が生じても、半導体スイッチ２６が開いていることで、第１電力ラインＬ１から第２電力ラインＬ２へ電流が引き抜かれない。さらに、半導体スイッチ２６のダイオード２６ａにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力に余裕がありかつ第１電力ラインＬ１の消費電力が大きい場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から第１電力ラインＬ１へ電力が供給される。このとき、ダイオード２６ａにおいて損失か生じるが、この期間が長く継続されることはない。以上のような電力経路の切替えにより、ＩＳＧ６にＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力が融通可能にされ、かつ、電力の融通があっても、第１電力ラインＬ１の電圧が不安定になることがない。

【0033】

また、ステップＳ７、Ｓ８の切替えにより、先に半導体スイッチ２６が開くことで、リレー２５及び半導体スイッチ２６の切替え期間中、第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２とが直接に接続される期間が生じない。よって、仮に、第２機器バッテリ４２の電圧が低く、第１機器バッテリ４１の電圧が高いときでも、第１機器バッテリ４１から第２機器バッテリ４２へ電流が引き込まれることが防止される。なお、システム制御部２２は、リレー２５と半導体スイッチ２６の切替え期間に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を第１電力ラインＬ１の電圧以上に制御してもよく、この制御により、ステップＳ６とステップＳ７の順を逆にしても、上記の電流の引き込みを防止できる。

【0034】

ステップＳ７、Ｓ８の切替えを行ったら、システム制御部２２は、ステップＳ４で取得したエンジン４の回転速度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を上昇させる（ステップＳ９）。ここで、出力電圧上昇の目的を説明する。図４の期間Ｔ１に示したように、エンジン４の再始動が失敗した場合、エンジン４の最大の回転速度Ｒｍａｘ１は、エンジン４の内部損失と相関する。すなわち、エンジン４の内部損失が低ければ最大回転速度Ｒｍａｘ１は高くなり、エンジン４の内部損失が高ければ最大回転速度Ｒｍａｘ１は低くなる。内部損失が高くてエンジン４の回転速度が上がらない場合、ＩＳＧ６に供給する電源電圧を高くすることで、エンジン４の回転速度を上げることができる。さらに、内部損失が高いときと、より高いときとで、同じように回転速度を上げるには、内部損失が高ければ高いほど（すなわち、最大回転速度Ｒｍａｘ１が低いほど）、ＩＳＧ６に供給する電源電圧を高くすればよい。ステップＳ９では、続くＩＳＧ６の駆動によりエンジン４の回転速度を上げるために、システム制御部２２がＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を上昇させる。システム制御部２２は、ステップＳ４で取得したエンジン４の回転速度Ｒｍａｘ１が低いほどＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧が高くなるように、回転速度Ｒｍａｘ１に応じて出力電圧を切り替える。

【0035】

続いて、システム制御部２２は、ＩＳＧ６の停止から冷却期間（例えば１秒）が経過するまで待機し（ステップＳ１０）、次に、ＩＳＧ６の駆動を開始し（ステップＳ１１）、再始動に要する所定時間（例えば２秒）を待機する（ステップＳ１２）。その後、システム制御部２２は、エンジン４の回転速度の信号を取り込み（ステップＳ１３）、ＩＳＧ６の駆動を停止する（ステップＳ１４）。そして、システム制御部２２は、ステップＳ１３で取得したエンジン４の回転速度が完爆閾値を越えているか判別し（ステップＳ１５）、完爆閾値を越えていれば、すなわちエンジン４が再始動していれば、再始動時処理を終了する。

【0036】

一方、ステップＳ１５の判別結果がＮＯで、エンジン４の再始動が失敗した場合、システム制御部２２は、３回目の再始動を試みるステップＳ１６～Ｓ２１へ処理を分岐する。図４の期間Ｔ２は、２回目の再始動の処理でエンジン４の回転速度が完爆閾値に到達せずに、タイミングｔ２で再始動が失敗と判定された例を示す。

【0037】

３回目の再始動を試みる処理へ進むと、まず、システム制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３のブースト機能を利用して出力能力を上昇させる（ステップＳ１６）。出力能力の上昇により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電流が第１定格電流よりも大きい第２定格電流に達するまで、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧が低下しない設定となる。通常の出力能力では、出力電流が第１定格電流に達すると出力電圧が低下していく。ステップＳ１６において、システム制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を最大値まで引き上げる制御を併せて実行してもよい。

【0038】

続いて、システム制御部２２は、ＩＳＧ６の停止から冷却期間（例えば１秒）が経過するまで待機し（ステップＳ１７）、ＩＳＧ６の駆動を開始し（ステップＳ１８）、再始動に要する所定時間（例えば２秒）を待機する（ステップＳ１９）。その後、システム制御部２２は、エンジン４の回転速度の信号を取り込み（ステップＳ２０）、ＩＳＧ６の駆動を停止する（ステップＳ２１）。そして、システム制御部２２は、ステップＳ２０で取得したエンジン４の回転速度が完爆閾値を越えているか判別し（ステップＳ２２）、完爆閾値を越えていれば、すなわちエンジン４が再始動していれば、再始動時処理を終了する。

【0039】

一方、ステップＳ２２の判別で、回転速度が完爆閾値以下で、３回目の再始動が失敗であれば、システム制御部２２は再始動失敗に対処するエラー処理を実行し（ステップＳ２３）、再始動時処理を終了する。図４の期間Ｔ３は、３回目の再始動の処理でエンジン４の回転速度が完爆閾値を越え、タイミングｔ３で再始動が成功と判定された例を示す。

【0040】

上記のような再始動時処理により、低温時などエンジン４の内部損失が高いときでも、電力供給量を変えながら複数回の再始動の処理が行われることで、多くの場合にエンジン４を再始動が成功する。

【0041】

以上のように、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、制御系機器が接続される第１電力ラインＬ１とＤＣ／ＤＣコンバータ４３との間に、ダイオード２６ａ付きの半導体スイッチ２６が設けられる。さらに、ＩＳＧ６が接続される第２電力ラインＬ２と第１電力ラインＬ１との間に、中継ラインＬ３とその電路を開閉するリレー２５とが設けられる。そして、エンジン４の再始動要求に基づき、システム制御部２２は、まず、リレー２５を開いてＩＳＧ６を駆動し、エンジン４の回転速度が再始動を示す完爆閾値に達しない場合に、リレー２５を閉じかつ半導体スイッチ２６を開いてＩＳＧ６を駆動する。したがって、エンジン４の内部損失が低いときには、第２機器バッテリ４２の電力でエンジン４が再始動される。一方、エンジン４の内部損失が高くて第２機器バッテリ４２の電力でエンジン４を再始動できない場合には、システム制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力を合わせてＩＳＧ６へ供給し、ＩＳＧ６を駆動する。したがって、エンジン４の内部損失が高いときでも、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力が融通されることで、多くの場合、エンジン４を再始動することができる。また、このとき、ダイオード２６ａ付きの半導体スイッチ２６により、第１電力ラインＬ１から第２電力ラインＬ２への電流の引き込みは抑制される一方、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から第１電力ラインＬ１への電流の引き込みは可能にされる。したがって、ＩＳＧ６が一時的に大きな電力を消費して第２電力ラインＬ２及び中継ラインＬ３に電圧降下が生じても、第１機器バッテリ４１及び第１電力ラインＬ１に電圧降下などの影響が及ぶことが抑制される。したがって、第１電力ラインＬ１に接続された制御系機器がリセットしてしまうなどの不都合が生じることを抑制できる。

【0042】

さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３が、出力能力を一時的に上昇するブースト機能を備える。そして、システム制御部２２は、エンジン４の再始動が失敗して再度の再始動処理を実行する際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力能力を上昇させる。したがって、上記の出力能力の上昇により、ＩＳＧ６により大きな電力が供給され、続くエンジン４の再始動が成功する確率が上がる。さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の電力の一部が第１電力ラインＬ１へ送られている場合でも、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電力の最大値が上がることで、ＩＳＧ６の消費電力が一時的に大きくなっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から第１電力ラインＬ１に送られる電力の落ち込み幅を抑制でき、第１電力ラインＬ１に電圧降下などの影響が及ぶことを抑制できる。

【0043】

さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、システム制御部２２は、エンジン４の再始動が失敗して再度の再始動の処理を実行する際、失敗したときのエンジン４の回転速度に応じてＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を切り替える。具体的には、再始動が失敗したときのエンジン４の回転速度が高いときには、出力電圧を標準値よりも高い値とし、上記回転速度が低いときには、出力電圧をより高い値とする。この処理により、エンジン４の内部損失に合わせて、ＩＳＧ６のトルクが高くなり、エンジン４の回転速度を上昇することができる。したがって、エンジン４の再始動が成功する確率が上がる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧が上がることで、ＩＳＧ６の消費電力が一時的に大きくなっても、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から第１電力ラインＬ１へ送られる電力の落ち込み幅を抑制でき、第１電力ラインＬ１に電圧降下などの影響が及ぶことを抑制できる。

【0044】

さらに、本実施形態の車両１及び電源システムＥ１によれば、エンジン４の再始動が失敗してリレー２５と半導体スイッチ２６とを切り替える際、システム制御部２２は、まず、半導体スイッチ２６を開いてから、リレー２５を閉じる。したがって、第１電力ラインＬ１と第２電力ラインＬ２とが直接に接続される期間が発生せず、仮に、第２機器バッテリ４２の電圧が低く、第１機器バッテリ４１の電圧が高いときでも、第１機器バッテリ４１から第２機器バッテリ４２へ電流が引き込まれることを防止できる。よって、リレー２５及び半導体スイッチ２６の切り替え期間に、第１電力ラインＬ１の電圧が不安定になることが抑制される。

【0045】

（変形例）
図５は、システム制御部が実行する再始動時処理の変形例を示すフローチャートの一部である。変形例の再始動時処理は、図２及び図３に示した再始動時処理の一部を変更したものであり、以下、変更された部分について詳細に説明する。

【0046】

変形例の再始動時処理では、ステップＳ１５の判別処理でＮＯ（再始動の失敗）と判別されて、３回目の再始動を試みる分岐処理に移行すると、まず、システム制御部２２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力に余裕があるか否かを判別する（ステップＳ３１）。余裕の有無の判別は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電力又は出力電流の計測値と、余裕の有無を識別する閾値（例えば定格の７５％等）との比較により行われてもよい。あるいは、余裕の有無は、第１電力ラインＬ１に接続されている車載機器７の駆動状態から判別されてもよい。車載機器７には、暖房機器（ヒータ等）、リアデフロスタ、空調用のブロアファンなど、状況に応じて駆動される機器が含まれ、これらの機器の駆動状態に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力及び余裕の有無が決定される。

【0047】

ステップＳ３１の判別の結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力の余裕がある（ステップＳ３１のＮＯ）と判別されたら、システム制御部２２は、エンジン４を再始動するためそのまま処理をステップＳ１６へ進める。

【0048】

ステップＳ３１の判別の結果、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力の余裕が無い（ステップＳ３１のＹＥＳ）と判別されると、システム制御部２２は、第１電力ラインＬ１に接続されている車載機器７のうち、予め定められた機器の駆動を停止する（ステップＳ３２）。そして、システム制御部２２は、停止フラグを「１」にセットする（ステップＳ３３）。ここで、駆動停止の対象となる機器には、一次的に停止しても車両１の運転に支障が生じにくい機器が適用される。上記の機器は、例えば、暖房機器（ヒータ等）、リアデフロスタ、ブロアファンなど、状況に応じて駆動される機器であってもよいし、メータパネルの補助表示器など通常は常時駆動される機器であってもよい。上記の機器の停止により、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３から第１電力ラインＬ１を介して出力される電力が低減され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力の余裕量（定格出力から現出力を差し引いた出力量）が大きなる。

【0049】

続いて、システム制御部２２は、エンジン４を再始動するためにステップＳ１６へ処理を進める。ステップＳ３２の機器の停止と、ステップＳ１６のＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力能力の上昇とが合わさって、続く再始動の処理でエンジン４を再始動できる確率をより高めることができる。

【0050】

ステップＳ１６～Ｓ２１の処理は、図３の処理と同様である。そして、ステップＳ２１でＩＳＧ６の駆動を停止したら、システム制御部２２は、停止フラグが「１」であるか判別し（ステップＳ３４）、「１」であればステップＳ３２で停止した機器を再度駆動し（ステップＳ３５）、停止フラグを「０」に更新する（ステップＳ３６）。その後、ステップＳ２２へ処理を進める。

【0051】

以上のように、変形例の車両１及び電源システムＥ１によれば、エンジン４の再始動が失敗してシステム制御部２２が再度の再始動処理を実行する際、第１電力ラインＬ１に接続されている機器のうち、制御系機器以外の機器の駆動が停止される。したがって、その後、ＩＳＧ６が駆動される際に、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３からＩＳＧ６へ供給可能な電力が増し、エンジン４の次の再始動が成功する確率が上がる。さらに、上記の機器の停止があることで、ＩＳＧ６の消費電力が一時的に大きくなった場合でも、第１電力ラインＬ１を介した電力消費が小さくなっていることで、第１電力ラインＬ１に電圧降下などの影響が及ぶことを抑制できる。よって、制御系機器がリセットするなどの不都合が抑制される。

【0052】

なお、変形例１では、システム制御部２２が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力に余裕があるか否かを確認し、余裕が少ない場合に、車載機器７のうち予め定められた機器の駆動を停止する構成とした。しかし、システム制御部２２は、出力に余裕があるか否かの確認を省略し、機器の駆動を停止してもよい。また、変形例１では、機器の駆動停止の制御を、３回目の再始動処理の前に行う例を示したが、システム制御部２２は、２回目の再始動処理の前に機器の駆動停止の制御を行ってもよい。また、再始動の失敗しが続いた場合に、４回以上の再始動処理を行う制御フローであれば、システム制御部２２は、４回目以降の再始動処理の前に機器の駆動停止の制御を行ってもよい。

【0053】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、再始動時処理において、再始動を失敗した場合に、３回まで再始動を試みる処理を実行する例を示したが、再始動を試みる処理は２回までとしたり、４回以上としてもよい。また、４回以上とする場合には、回数が増すごとに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の出力能力又は出力電圧を段階的に上昇させるように制御が行われてもよい。また、上記実施形態では、エンジン４の再始動が失敗した場合に、一旦、ＩＳＧ６が停止された後に、次の再始動処理が開始される例を示した。しかし、ＩＳＧ６が連続的に駆動される間に、再始動の成功又は失敗の判別処理と、再始動失敗と判別された場合のリレー２５及び半導体スイッチ２６の切り替え、又は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３の切替えが行われてもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、システム制御部２２が、エンジン４の回転速度が完爆閾値に達したか否かによりエンジン４の再始動が成功したか失敗したか判定する例を示した。しかし、システム制御部２２は、その他の物理量からエンジン４の再始動が成功したか失敗したかを判定してもよい。例えば、上記の物理量として、ＩＳＧ６の回転トルクの減少量など、様々な完爆判定手法で利用されている物理量が適用されてもよい。

【0055】

その他、第１スイッチ及び第２スイッチに相当する具体的な構成など、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 車両
２ 駆動輪
４ エンジン
５ 補機
６ ＩＳＧ
１１ 走行モータ
１２ インバータ
１３ 走行用バッテリ
２１ 走行制御部
２２ システム制御部（制御部）
３１ 車速センサ
３２ 回転センサ
３３ 液温センサ
４１ 第１機器バッテリ
４２ 第２機器バッテリ
４３ ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｌ１ 第１電力ライン
Ｌ２ 第２電力ライン
Ｌ３ 中継ライン
２５ リレー（第２スイッチ）
２６ 半導体スイッチ（第１スイッチ）
２６ａ ダイオード
Ｅ１ 電源システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】